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1、北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除项目8 热电偶测温传感器的安 装与测试北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除项目描述 本项目安装并测试一台热电偶测温传感器。 把温度变化转换为电势的热电式传感器称为热电偶。热电 偶测量精度高，测量范围广，构造简单，使用方便，在工 业测温中得到了广泛应用。 知识和能力目标； 掌握热电效应概念及热电偶基本定律。 熟悉热电偶传感器的基本结
2、构、类型及常用热电偶。 能正确熟练查找热电偶分度表。 熟悉电偶补偿导线的作用，掌握热电偶冷端补偿方法。北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 知识准备 一、熟悉热电效应 （一）热电效应及基本概念 1热电效应 将两种不同成分的导体组成一个闭合回路，如图8-1所示，当 闭合回路的两个结点分别置于不同的温度场中时，回路中将产 生一个电势，这种现象称为“热电效应”。两种导体组成的回路 称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电势则称为“ 热电势”，热电偶的两个结点，一个称为 测量端
3、（工作端或热端），另一个称为参 考端（自由端或冷端）。 热电势由两部分组成，一部分是两种导体 的接触电势，另一部分是单一导体的温差 电势。图8-1 热电偶回路原理 北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 2接触电势 当A和B两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位 体积的自由电子数目不同（即电子密度不同），因此，电 子在两个方向上扩散的速率就不一样。 3温差电动势 如图8-2（b）所示，将某一导体两端分别置于不同的温度 场T、T0中，在导体内部，热端自由电子具有较大的动能 ，向冷
4、端移动，从而使热端失去电子带正电荷，冷端得到 电子带负电荷。 北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 4热电偶的电势 设导体A、B组成热电偶的两结点温度分别为T和T0，热电 偶回路所产生的总电动势包括接触电动势 、 ；温 差电动势 、 一般地，在热电偶回路中接触电动势远远大于温差电动势 ，所以温差电动势可以忽略不计，上式可改写成 （5-4） 综上所述，可以得出以下结论: （1）如果热电偶两材料相同，则无论结点处的温度如何 ，总电势为0; （2）如果两结点处的温度相同，尽管A、B材料
5、不同，总 热电势为0;北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 （3）热电偶热电势的大小，只与组成热电偶的材料和两 结点的温度有关，而与热电偶的形状尺寸无关，当热电偶 两电极材料固定后，热电势便是两结点电势差; （4）如果使冷端温度0保持不变，则热电动势便成为热 端温度的单一函数。用实验方法求取这个函数关系。通 常令0=0，然后在不同的温差（TT0）情况下，精 确地测定出回路总热电动势，并将所测得的结果列成表格 （称为热电偶分度表，见附录），供使用时查阅。 （二）热电偶基本定律 1均
6、质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路中，不论导体的截面和长 度如何以及各处的温度分布如何，都不能产生热电势。 这一定律说明，热电偶必须采用两种不用材料的导体组 戒，民热电偶的热电动势仅与两接点的温度有关，而与洽 热电极的撇度分布无关。 北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 2中间导体定律 在热电偶中接入第3种均质导体，只要第3种导体的两结点 温度相同，则热电偶的热电势不变。 热电偶的这种性质在实用上有很重要的意义，它使我们可 以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器
7、 ，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或 直接焊在金属表面测量。 推论：在热电偶中接入第4、5种导体，只要保证插入 导体的两结点温度相同，且是均质导体，则热电偶的热电 势仍不变。北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 3标准电极定律（参考电极定律） 如图8-4所示，已知热电极A、B分别与标准电极C组成热 电偶在结点温度为（T，T0）时的热电动势分别为和，则 在相同温度下，由A、B两种热电极配对后的热电动势为 参考电极定律大大简化了热电偶的选配工作。只要获得有 关热电极与
8、参考电极配对的热电动势，那么任何两种热电 极配对时的热电动势均可利用该定律计算，而不需要逐个 进行测定。 北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 例 8.1 已知铂铑30-铂热电偶的EAC（1 084.5,0）=13.937 （mV），铂铑6-铂热电偶的EBC（1 084.5,0）=8.354（ mV）。求铂铑30-铂铑6在相同温度条件下的热电动势。 解：由标准电极定律可知，所以 EAB（1 084.5,0）=EAC（1 084.5,0）EBC（ 1 084.5,0）=13.937
9、8.354=5.583（mV） 北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 4中间温度定律 热电偶在两结点温度分别为T、T0时的热电势等于该热电 偶在结点温度为T、Tn和Tn、T0相应热电势的代数和，即 中间温度定律为在工业测量温度中使用补偿导线提供了理 论基础。:只要远配与热电偶热电特性相同的补偿导线， 便可使热电偶的参考端延长，使之远离热源到达一个温度 相对稳定的地方而不会影响测温的准确性。 该定律是参考端温度计算修正法的理论依据，其等效示意 图如图8-5所示。北京地铁矿山法区间隧
10、道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 在实际热电偶测温回路中，利用热电偶这一性质，可对参 考端温度不为0的热电势进行修正。 例 5.2 镍铬-镍硅热电偶，工作时其自由端温度为30， 测得热电势为39.17mV，求被测介质的实际温度。 解：由t0=0，查镍铬-镍硅热电偶分度表，E（30，0） =1.2mV，又知E（t，30）=39.17mV，所以E（t，0）= E （30，0）+E（t，30）=1.2mV+39.17mV=40.37mV。再 用40.37mV反查分度表得977，即被测介质的实际温度 。
11、北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除二、认识热电偶基本结构 （一）热电偶基本结构类型 1普通型热电偶 普通型结构热电偶工业上使用最多，它一般由热电极、绝 缘套管、保护管和接线盒组成，其结构如图8-6所示。 北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 2铠装型热电偶 铠装型热电偶又称套管热电偶。它是由热电偶丝、绝缘材 料和金属套管三者经拉伸加工而成的坚实组合体，如图5- 8
12、所示。它可以做得很细很长，使用中随需要能任意弯曲 。铠装型热电偶的主要优点是测温端热容量小，动态响应 快，机械强度高，挠性好，可安装在结构复杂的装置上， 因此被广泛用在许多工业部门中。北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 3薄膜热电偶 用真空蒸镀（或真空溅射）、化学涂层等工艺，将热电极 材料沉积在绝缘基板上形成的一层金属薄膜。热电偶测量 端既小又薄（厚度可达0.010.1m），因而热惯性小， 反应快，可用于测量瞬变的表面温度和微小面积上的温度 。 北京地铁矿山法区间隧道结构设计方
13、法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除（二）热电偶材料 1对热电极材料的一般要求 （1）配对的热电偶应有较大的热电势，并且热电势对温度尽可 能有良好的线性关系; （2）能在较宽的温度范围内应用，并且在长时间工作后，不会 发生明显的化学及物理性能的变化; （3）电阻温度系数小，电导率高; （4）易于复制，工艺性与互换性好，便于制定统一的分度表， 材料要有一定的韧性，焊接性能好，以利于制作。 2电极材料的分类 （1）一般金属: 如镍铬-镍硅，铜-镍铜，镍铬-镍铝，镍铬-考铜 等。 （2）贵金属: 这类热电偶材料主要是
14、由铂、铱、铑、钌、锇及其 合金组成，如铂铹-铂、铱铑-铱等。 （3）难熔金属: 这类热电偶材料系由钨、钼、铌、铼、锆等难熔 金属及其合金组成，如钨铼-钨铼、铂铑-铂铑等热电偶。 3绝缘材料北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 （1）有机绝缘材料：这类材料具有良好的电气性能、物 理及化学性能，以及工艺性，但耐高温、高频和稳定性较 差。 （2）无机绝缘材料：其有较好的耐热性，常制成圆形或 椭圆形的绝缘管，有单孔、双孔、四孔及其他特殊规格。 其材料有陶瓷、石英、氧化铝和氧化镁等。 4保
15、护管材料 对保护材料的要求如下： （1）气密性好，可有效地防止有害介质深入而腐蚀结点 和热电极； （2）应有足够的强度及刚度，耐振、耐热冲击； （3）物理化学性能稳定，在长时间工作中不至于介质、 绝缘材料和热电极互相作用，也不产生对热电极有害的气 体； （4）导热性能好，使结点与被测介质有良好的热接触。北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 （三）常用热电偶 目前工业上常用的有4种标准化热电偶，即铂铑30-铂铑6 ，铂铑10-铂，镍铬-镍硅和镍铬-铜镍（我国通常称为镍铬 -康铜）热电偶。下面简要介绍其性能。 1标准型热电偶 从1988年1月1日起，我国热电偶和热电阻的生产全部按 国际电工委员会（IEC）的标准，并指定S、B、E、K、R 、J、T 7种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。但其 中的R型（铂铑13-铂）热电偶，因其温度范围与S型（铂 铑10-铂）重合，我国没有生产和使用。 铂铑10-铂： 型号为WRP，分度号是S（旧的分度号是LB -3）。测温范围是01 600 镍铬-镍硅： 型号为WRN，分度号是K（旧的分度号是EU -2）。测温范围是200
